WM8956：低功耗Hi - Fi DAC的卓越之选

在便携式多媒体设备的音频处理领域，Wolfson Microelectronics的WM8956低功耗立体声DAC凭借其出色的性能和丰富的功能，成为了众多工程师的首选。下面，我们就来深入了解一下这款芯片。

文件下载：WM8956CGEFL/RV.pdf

一、WM8956概述

WM8956专为便携式多媒体应用而设计，具有低功耗、高品质立体声的特点。其立体声D类扬声器驱动器在5V电源下，每通道可向8Ω负载提供1W的功率。低泄漏、出色的电源抑制比（PSRR）和爆音/咔嗒声抑制机制，使其能够直接连接电池供电，减少了组件数量和功耗。同时，灵活的扬声器升压设置可在最大化扬声器输出功率的同时，最小化其他模拟电源电流。

二、关键特性

1. 音频性能

• 高信噪比和低失真：DAC信噪比（SNR）达99dB（‘A’加权），总谐波失真（THD）在48kHz、3.3V条件下为 - 87dB，确保了高质量的音频输出。
• 3D增强功能：提供数字3D增强选项，可人为增加左右声道之间的分离度，提升音频的空间感。

2. 扬声器和耳机驱动

• D类扬声器驱动：<0.1%的THD，每通道1W输出到8ΩBTL扬声器，效率高达87%（1W输出），且具有灵活的内部开关时钟。
• 耳机驱动：在3.3V下，可向16Ω负载输出40mW功率，支持无电容模式，THD + N在20mW时为 - 70dB，SNR为99dB。

3. 输入配置

集成了多达三个立体声源的高度灵活输入配置，包括完整的麦克风接口，无需单独的麦克风、扬声器或耳机放大器，大大减少了外部组件需求。

4. 低功耗设计

在2.7V / 1.8V电源下，耳机播放功耗仅16mW，且可通过软件控制禁用未使用的功能以节省功耗。

5. 时钟和采样率

主时钟可直接输入或由板载PLL内部生成，支持8kHz - 48kHz的常用采样率，为不同的音频应用提供了灵活的时钟方案。

三、引脚配置与订购信息

1. 引脚配置

WM8956采用32引脚QFN（5x5x0.9mm）封装，引脚涵盖了模拟输入输出、电源、时钟和控制等多种功能。例如，MICBIAS用于提供麦克风偏置电压，LINPUT1 - 3和RINPUT1 - 3为模拟输入引脚，可配置为不同的输入模式。

2. 订购信息

提供两种订购代码，分别为WM8956CGEFL/V和WM8956CGEFL/RV，工作温度范围为 - 40°C至 + 85°C，均为无铅封装，湿度敏感度等级为MSL3，峰值焊接温度为260°C。

四、电气特性

1. 模拟输入

全量程输入信号电平与AVDD成比例，不同输入模式下有不同的电平要求。例如，单端输入时为1.0Vrms，差分麦克风输入时为0.5Vrms。输入电阻在不同增益设置下有所不同，可根据实际需求进行调整。

2. 耳机输出

0dB全量程输出电压为AVDD/3.3Vrms，静音衰减在1kHz全量程信号下为86dB，声道分离度在L/RINPUT3通过旁路到耳机输出时为110dB。

3. 扬声器输出

输出功率与THD密切相关，在不同的输出功率和负载条件下，THD + N表现良好。例如，在PO = 1W、RL = 8Ω、SPKVDD1 = SPKVDD2 = 5V、AVDD = 3.3V时，THD + N为 - 70dB（0.032%）。

五、信号路径与控制

1. 输入信号路径

WM8956有三个灵活的立体声模拟输入通道，可配置为线路输入、差分麦克风输入或单端麦克风输入。输入PGA和升压混合器可通过寄存器位进行控制，以实现不同的增益和信号处理。

2. 输出信号路径

Hi - Fi DAC和DAC数字滤波器由寄存器位DACL和DACR启用，混音器和输出驱动器可单独控制。DAC输出信号可与模拟输入信号混合，然后输出到耳机或扬声器。

3. 音量更新

为避免音量调整时产生爆音，WM8956提供了零交叉检测功能。当启用该功能时，PGA音量仅在零交叉发生时更新，同时还设有超时电路，确保在长时间无零交叉时也能自动更新音量。

六、应用信息

1. 推荐外部组件

在设计应用电路时，需要注意AGND和DGND应尽可能靠近WM8956连接，电源去耦电容应靠近芯片放置，选择低ESR的电容以获得最佳性能。

2. 扬声器选择

对于无滤波操作，应选择具有适当内部电感的扬声器，以确保扬声器的截止频率足够低，防止扬声器损坏。

3. PCB布局考虑

为了提高扬声器驱动器的效率，应尽量减小WM8956与扬声器之间的串联电阻，同时可采用额外的无源滤波和/或屏蔽措施来降低电磁干扰（EMI）。

七、总结

WM8956以其出色的音频性能、灵活的配置和低功耗设计，为便携式多媒体设备的音频处理提供了一个优秀的解决方案。无论是在移动多媒体、便携式媒体播放器还是游戏控制台等应用中，WM8956都能满足工程师对高品质音频的需求。在实际设计中，工程师需要根据具体的应用场景，合理配置芯片的各项参数，并注意外部组件的选择和PCB布局，以充分发挥WM8956的性能优势。你在使用WM8956的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。